绿色化学 2.天然资源.ppt

第一节 绪论 目前，世界各国所消耗的能源中，尤其是石油和天然气的消耗量已占全世界能源消耗量的70％左右。 然而，矿物燃料储量是有限的，可以说它污染环境，没有发展前途。在这种情况下，人们把对新世纪能源的希望寄托于清洁可再生能源等新能源上。 第二节 天然资源利用概况 天然资源中最重要的组成部分是自然资源，是自然界给人类的恩赐。它主要包括水、空气、矿产、土地、生物、森林等等。广义的自然资源还有气候资源、人口资源(包括人力、人才等资源)和环境资源。就水、矿产、土地、生物、森林等资源而言，我国都面临着短缺、利用水平低、浪费和破坏严重等问题。 2.2.1　土地资源 中国土地资源最大的问题是严重的水土流失和沙漠化的威胁。全国沙漠化的国土面积已达1.53×106平方公里，占国土的15.9%。受到水土流失威胁的国土面积已达3.68×106平方公里，占国土面积的38.2%，每年流失土壤50多亿吨，相当于失去三个中等县耕地的面积。 2.2.2 矿产资源 部分金属和非金属矿产，如钨矿、铂 矿、锡矿、稀土矿、铝矿、菱镁矿、萤石 、重晶石、膨润土、石墨、滑石、芒硝、 石膏等，储量很大，在世界上占重要地位 ，在国际市场上也有较强的竞争力；但由 于用量不大，市场很容易饱和，其地位和 影响就很有限了。 如许多矿产资源分布在西部边远地区， 难以开发，而经济发达地区却面临短缺的 局面： 2.2.3　生物资源 我国拥有温带—亚热带—热带广阔气 候地域的丰富的生物资源。但是由于滥砍 乱伐，不仅森林资源遭受破坏，以森林为 主要栖息地的生物也损失惨重。 从这些数据不难看出差距之大。据 道，我国有4600种高等植物和400种野生 动物濒临灭绝的边缘。 2.2.4 水资源 我国水资源的一大特点是分布极不均匀： 南多北少，沿海多内陆少，山地地区多平 原地区少；耕地面积占全国64.6％的长江 以北地区仅有全国水资源的20％；有近31 ％的国土为干旱区(年降雨量在250毫米以 下)。 把以上资源的优势和劣势放入人口— 资源环境—经济这个复杂的巨系统中 来考察。可以看出，在资源的开发利 用过程中我国存在着资金、技术、交 通运输、技术管理、技术改革，以至 法制方面的诸多问题。 水资源除了分布不均匀外，还存在 利用率低的问题：我国的利用率仅10％， 而日本为30％，以色列为80％。要扭转 这种局面，存在着资金、管理、技术和 法制上的问题，特别是资源方面长期存 在“产品高价，原料便宜，资源不值钱” 的畸形价格扭曲现象。 2.3.1　水能 在有些工业国家可再生能源已发挥 主要作用，如挪威一半以上的能源靠 水电和薪柴。发展中国家能源总需求 中约35％依靠薪柴。 2.3.2　太阳能 太阳能的直接转换利用被认为是可持续发展的 世界能源系统的基石，这首先是因为可获得的太 阳能数量巨大，穿过大气层到达地球表面的太阳 辐射能密度为4.8千瓦·时／平方米。地球接受的 全部太阳能超过目前人类能源总消耗能量的3万 倍。其次所谓“阳光普照大地”，太阳能比其他任 何能源分布更加广泛，便于以不同的规模普遍开 发利用。太阳能的利用方式主要可分为热利用、 光利用和光化学利用三类。 2.3.2.1　太阳能的热利用 在水的沸点(100℃)以下运行，可用于供应热水、采 暖、制冷和烹调。这些方面的能耗虽然看来量小且分 散，但在发达国家中约占能源消耗量的1／3，在发展 中国家中所占比例更高。　所用设备有平板式太阳能集热器、真空管集热器、 箱式太阳灶具等，一般固定安装，维护方便，3年左右 即可回收投资。以色列65％以上的家庭装有太阳能热 水器，首都特拉维夫的普及率几乎达100％。太阳能灶 具在许多发展中国家的农村地区得到应用，如印度即 有10万多个太阳灶。改进建筑物的设计或朝向，利用 阳光采暖和制冷可使能源需求减少80％以上。建造太 阳能暖房可以种植蔬菜和花卉，烘干食品。 2.3.2.2　太阳能的光利用 这是利用光电池将太阳能直接转换成电 能，无贮存装置，无运动部件，所以结构简单， 可靠性高，使用寿命长，维护要求低。太阳能 电池最早用作人造卫星的电源，此后用于向不 联网的边远地区提供少量的电力，如灯塔、防 火了望台、牧场围栏等。20世纪80年代中期日 本率先将太阳能电池应用于计算器、钟表、收 音机等小件设备。 2.3.2.3　太阳能的光化学利用 氢是最清洁的燃料，可以长期贮存，也可以远距离 输送。利用太阳辐射的能量过程制备氢这种含能物质， 就可以使分散的、低品位的太阳能转变为高品位的氢 燃料。太阳能和氢能的结合被看作未来新能源的基石。 氢的制